探針式智能溫度控制儀

1 引言
目前工業(yè)化作業(yè)工作溫度非常寬泛，若要準(zhǔn)確測(cè)量溫度需采用智能溫度控制儀。因此，該智能溫度控制儀以熱敏電阻外加恒流源作為溫度傳感器，將溫度信號(hào)以電壓信號(hào)形式采集，經(jīng)放大A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，傳輸至單片機(jī)處理，便得到溫度值，并在數(shù)碼管上顯示。該儀表處理速度快，精度高，應(yīng)用廣泛，諸如高溫熔爐、工業(yè)冶金、水溫測(cè)量等領(lǐng)域。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
圖1為該系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖，主要由傳感器、顯示、A／D轉(zhuǎn)換采樣、單片機(jī)控制單元、串口通信、人機(jī)交互等模塊組成。

2．1 傳感器模塊
傳感器模塊采用PT一100型熱敏電阻，其阻值隨溫度升高而升高，PT-100加恒流源，其測(cè)量溫度范圍受PT一100耐溫的影響．范圍為一50℃～620℃。PT一100是一個(gè)前端為金屬，后端為導(dǎo)線的熱敏電阻，若將其包裹防腐蝕、耐高溫材料，則可將作為探頭探進(jìn)高溫熔爐、低溫冰窖，實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量。PT-100熱敏電阻自帶兩根導(dǎo)線，將其兩線改成四線制測(cè)量，可有效消除引線電阻(即將傳感器的信號(hào)傳到遠(yuǎn)方二次儀表之間的連接導(dǎo)線或電纜)影響，使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確。圖2為傳感器前端接口電路，通過調(diào)節(jié)器TL43l給電路中的恒流源提供基準(zhǔn)電壓V-ref為2．49l V(基準(zhǔn)電壓范圍為2．440～2．550 V)。這里選取2．491 V電壓，便于后續(xù)數(shù)字量計(jì)算。將基準(zhǔn)電源接至放大器0P07，為PT-100提供恒流源。

由于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的PT一100是無源傳感器，因此需設(shè)計(jì)傳感器接口電路。該接口電路可提供一個(gè)恒流源接入，使阻值轉(zhuǎn)換成電壓值。其恒流值為2．491 V，2．5 kΩ≈1 mA。圖2中R2為精密電阻，能夠提供穩(wěn)定恒流值，無溫漂。并在算法中加入軟件濾波，可將外界干擾降至最低。